DE4414678A1 - Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/02Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion
    • F02F3/022Pistons  having means for accommodating or controlling heat expansion the pistons having an oval circumference or non-cylindrical shaped skirts, e.g. oval

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Description

Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Ver­ brennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen aus der Praxis bekannten Leichtmetallkolben ist - um das Tragverhalten des Kolbenschaftes in Druck-Ge­ gendruckrichtung zu verbessern - schon vorgeschlagen wor­ den, im Bereich des offenen Schaftendes auf der Schaftin­ nenseite einen ringförmig umlaufenden Bund vorzusehen. Eine derartige Verstärkung kann jedoch den heutigen Anforderun­ gen bezüglich des Tragverhaltens des Kolbenschaftes zur Führung des Kolbens nicht genügen, da insbesondere noch in der oberen Schafthälfte eine zu hohe örtliche Steifigkeit vorhanden ist, die eine erhöhte Freßgefahr darstellt.
Vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Pro­ blem, auf konstruktiv einfache Weise einen Kolben zu fin­ den, der im Bereich der Druck- und/oder Gegendruckseite des Kolbenschaftes ein gleichmäßiges Tragverhalten über die ge­ samte Schafthöhe aufweist.
Gelöst wird dieses Problem mit einem Leichtmetallkolben mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten, in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das einen erfindungsgemäßen Kolben skizzenhaft in perspek­ tivischer Ansicht im Schnitt zeigt.
Ein Leichtmetallkolben 1 für einen Verbrennungsmotor, ins­ besondere für ein Kraftfahrzeug, besteht einstückig aus ei­ nem Kolbenboden 2 und Kolbenringnutenpartie 3 aufweisenden Kolbenkopf und einem Kolbenschaft 4, wobei an den Kolbenbo­ den 2 angehängte Kolbenbolzennaben 5 zur Aufnahme des Kol­ benbolzens (nicht gezeichnet) dienen.
Um das Führungsverhalten des Leichtmetallkolbens 1 zu ver­ bessern, d. h. um ein gleichmäßiges Tragbild auf Druck­ und/oder Gegendruckseite des Kolbenschaftes 4 zu erhalten (in der Zeichnung nur auf einer Kolbenschaftseite darge­ stellt), wird die Wanddicke im tragenden Bereich z. B. der Druckseite 6 des Kolbenschaftes 4 so ausgeführt, daß sie einerseits von der Schaftunterkante 7 bzw. bei Vorhanden­ sein eines am unteren Schaftende innen umlaufenden Bundes von dessen Oberkante her über die gesamte Schafthöhe konti­ nuierlich abnimmt, wobei die Schaftinnenkontur 8 konisch verläuft, und andererseits von der in Kolbenlängsrichtung liegenden, durch die Druck- 6 Gegendruckseite 9 gehenden Mittelebene ausgehend in Umfangsrichtung nach beiden Seiten hin gleichmäßig abnimmt. Außerdem nimmt die Länge L der von der Mittelebene in Umfangsrichtung ausgehend abnehmenden Wanddicke von der Schaftunterkante 7 her über die Schafthö­ he gesehen kontinuierlich ab, so daß sich im Halbschnitt des Kolbens gemäß Zeichnung auf der Innenseite des Kolben­ schaftes 4 eine als sogenannten "Dreiecksbund" bezeichnete Verdickung 10 ergibt die kontinuierlich in den Kolbenschaft 4 übergeht.
Mit einer derartigen Ausführung wird auf konstruktiv einfa­ che Weise ein Leichtmetallkolben geschaffen, bei dem ein gutes Laufverhalten des Kolbens mit einem ausgezeichneten Tragbild auf Druck- und/oder Gegendruckseite des Kolben­ schaftes erreicht wird, wodurch auch die Reibleistung und die Geräuschentwicklung vermindert wird.

Claims (4)

1. Leichtmetallkolben für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem den Kolbenboden und die Kolbenringnutenpartie aufnehmenden Kolbenkopf und einem daran einstückig an­ geformten Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Kolbenschaftes (4) im Bereich der Druck- (6) und/oder Gegendruckseite (9) von der Schaft­ unterkante (7) bzw. der Oberkante eines am unteren Schaftende innen umlaufenden Bundes her über die Schafthöhe im wesentlichen kontinuierlich abnimmt, wo­ bei die Schaftinnenkontur (8) im wesentlichen konisch verläuft.
2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Kolbenschaftes (4) im Bereich der Druck- (6) und/oder Gegendruckseite (9) von der in Kol­ benlängsrichtung liegenden, durch die Druck-Gegendruck­ seite gehenden Mittelebene ausgehend in Umfangsrichtung nach beiden Seiten hin abnimmt.
3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der von der Mittelebene in Umfangs­ richtung ausgehend abnehmenden Wanddicke von der Schaftunterkante (7) bzw. der Oberkante eines am unte­ ren Schaftende innen umlaufenden Bundes her über die Schafthöhe kontinuierlich abnimmt.
4. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (10) im Bereich der Druck- (6) und/oder Gegendruckseite (9) allseitig kontinuierlich in den Kolbenschaft (4) übergeht.
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